SILABUS PEMBELAJARAN

Transkripsi

1 LAMPIRAN

2 Lampiran 1 SILABUS PEMBELAJARAN Sekolah : SMA Perintis Bandar Lampung Mata Pelajaran : FISIKA Kelas : XI (Sebelas) Semester : 2 (Dua) Standar Kompetenai : 2. Menerapkan Konsep dan Prinsip Mekanika Klasik Sistem Kontinu dalam Menyelesaikan Masalah Kompetensi Dasar : 2.1 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Materi Pokok/ Pembelajaran 1. Tekanan 2. Tekanan Hidrostatik 3. Hukum pascal 4. Hukum Archimedes 5. Tegangan permukaan zat cair dan Kapilaritas Kegiatan Pembelajaran Siswa merencanakan dan melaksanakan percobaan Tekanan Hidrostatik secara berkelompok dan mandiri. Siswa menyelesaikan rincian tugas yang tersedia di LKS secara berkelompok. Siswa menjawab Indikator Pencapaian Kompetensi Produk: 1. Menjelaskan konsep hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya dalam kehidupan sehari-hari 2. Menjelaskan konsep hukum Pascal, Hukum Archimedes, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari 3. Menunjukkan beberapa produk teknologi dan fenomena alam dalam kehidupan sehari-hari Teknik Tes tertulis Tes tertulis Tes tertulis Penilaian Bentuk Instrumen Pilihan jamak Pilihan jamak Pilihan jamak Contoh Instrumen 1. Apa faktor yang mempengaruhi tekanan? a. Percepatan gravitasi b. Luas penampang benda c. Letak benda d. Panjang benda 2. Sebuah balok memiliki panjang 30 cm, lebar 20 cm, dan tinggi 10 cm. Jika massa jenis balok 5 g/cm 3, dan g = 10 m/s 2. Berapakah tekanan Alokasi Waktu Sumber Belajar 8x40 Buku Fisika 2 untuk Sekolah Menenga h Umum Karanga n E Budikase dan Nyoman Kertiasa. Depdikb ud Buku fisika SMA Bambang Ruwanto 53

3 soal-soal untuk menguji keterampilan eksperimen yang diberikan guru secara mandiri sehubungan dengan materi tekanan Proses: 1. Merencanakan dan melakukan praktikum meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merancang eksperimen, melaksanakan eksperimen, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. 2. Mempresentasikan hasil eksperimen Sikap: 1. Karakter: jujur, Tes kinerja Observasi Lembar penilaian kinerja Lembar maksimum dan minimum yang dapat dilakukan balok? a. Pa b. Pa c. Pa d. Pa 3. Sebuah dongkrak hidrolik mempunyai penampang berdiameter masing-masing 2 cm dan 100 cm. berapakah gaya minimum yang harus dilakukan pada penampang kecil dongkrak untuk mengangkat mobil bermassa 500 kg? a. 0,5 N b. 2 N c. 20 N d. 10 N 4. Sebuah bola memiliki volume 50 cm 3, mengapung di permukaan air dengan ½ bagiannya berada kelas XI 2B, Yudhistir a Buku fisika SMA Marthen Kangena n kelas XI 54

4 mandiri, dan bertanggung jawab. 2. Keterampilan sosial: bertanya, menyampaikan pendapat, toleransi, dan komunikatif. Observasi penilaian Sikap Lembar penilaian Sikap di permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1 g/cm 3. Berapakah massa bola tersebut? a. 0,025 Kg b. 0,25 Kg c. 2,5 Kg d. 25 Kg 5. Sebatang jarum dengan massa 10-3 kg, diletakkan di atas permukaan air (γ = 7,27 x 10-2 N/m). Ternyata jarum tersebut hampir tenggelam. Hitunglah panjang jarum ini! a. 0,0068 m b. 0,068 m c. 0,68 m d. 6,8 m 6. Sebuah pipa kaca yang berdiameter 0,5 mm dimasukkan ke dalam sebuah wadah yang berisi raksa. Jika sudut kontak raksa dengan dinding pipa adalah 130 o dan tegangan 55

5 permukaan = 70 x 10-3 N/m, tentukan penurunan permukaan raksa dalam pipa kaca tersebut! (massa jenis raksa = 13,6 x 10 3 kg/m 3, g = 10 m/s 2 ) a. 0,00026 cm b. 0,0026 cm c. 0,026 cm d. 0,26 cm 56

6 Lampiran 2 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Sekolah : SMA Perintis Bandar Lampung Kelas/Semester : XI /Semester II Mata Pelajaran : FISIKA Alokasi waktu : 8 X 40 ( 3X Pertemuan) STANDAR KOMPETENSI 2. Menerapkan Konsep dan Prinsip Mekanika Klasik Sistem Kontinu dalam Menyelesaikan Masalah KOMPETENSI DASAR 2.1 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari INDIKATOR A. Kognitif 1. Produk: a) Menjelaskan konsep hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya dalam kehidupan sehari-harimenjelaskan konsep hukum Pascal, Hukum Archimedes, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari b) Menjelaskan konsep hukum Pascal, Hukum Archimedes, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari c) Menunjukkan beberapa produk teknologi dan fenomena alam dalam kehidupan sehari-hari sehubungan dengan materi tekanan 2. Proses: a) Merencanakan dan melakukan praktikum meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merancang eksperimen, melaksanakan eksperimen, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. b) Mempresentasikan hasil eksperimen

7 TUJUAN PEMBELAJARAN A. Kognitif 1. Produk: Setelah mempelajari dengan pendekatan discovery siswa mampu menjelaskan: a) Konsep hubungan antara gaya, tekanan, dan luas daerah yang dikenai gaya dalam kehidupan sehari-hari, konsep hukum Pascal, Hukum Archimedes, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari b) Menjelaskan konsep hukum Pascal, Hukum Archimedes, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari c) Menunjukkan beberapa produk teknologi dan fenomena alam dalam kehidupan sehari-hari sehubungan dengan materi tekanan 2. Proses Siswa melakukan eksperimen sub materi tekanan hidrostatis secara kelompok dan mandiri, dan mengisi lks yang sudah diberikan oleh guru. Karakter siswa yang diharapkan : Disiplin ( Discipline ) Rasa hormat dan perhatian ( respect ) Tekun ( diligence ) Teliti ( carefulness) Materi Pembelajaran : Tekanan Hidrostatik Model Pembelajaran : Pendekatan discovery Metode Pembelajaran : Demonstrasi dan Eksperimen Kegiatan Pembelajaran : Pertemuan 1 1. Pendahuluan Kegiatan Guru membuka pelajaran dan menginformasikan indikator dan tujuan pembelajaran serta memandu siswa untuk membuat kelompok yang terdiri dari 4-5 siswa. 58

8 2. Inti Kegiatan 1. Guru mendemonstrasikan suatu percobaan tentang tekanan. 2. Guru memberikan pertanyaan dan siswa berdiskusi dalam kelompoknya untuk menyimpulkan materi yang telah dipelajari. 3. Guru membimbing siswa untuk melaksanakan eksperimen sub materi tekanan hidrostatik. 4. Guru mempersilahkan siswa untuk mengisi lembar kerja siswa (LKS). 5. Guru mempersilakan siswa untuk mempersentasikan hasil eksperimen yang telah dilakukan kepada teman-temannya. Pada tahapan diskusi, guru berperan sebagai fasilitator dalam menjalankan sumber belajar interaktif, meluruskan konsep yang keliru, serta memberikan pembahasan lebih lanjut berkaitan dengan materi tekanan 3. Penutup Kegiatan 1. Siswa mengulas kembali tentang pembelajaran yang telah dilakukan. 2. Guru memberikan penekanan terhadap konsep materi yang telah dibelajarkan. 3. Guru menginstruksikan kepada siswa untuk mempelajari sub materi hokum pascal dan arcimedes selanjutnya dan untuk mensiapkan eksperimen yang akan mereka lakukan. Pertemuan 2 1. Pendahuluan Kegiatan Guru membuka pelajaran dan menginformasikan indikator dan tujuan pembelajaran serta menginstruksikan siswa untuk bergabung dengan kelompok pada pertemuan sebelumnya. 2. Inti Kegiatan 1. Guru memberikan contoh sehari-hari tentang sub materi hukum pascal dan archimedes. 59

9 2. Guru memberikan pertanyaan dan siswa berdiskusi dalam kelompoknya untuk menyimpulkan materi yang telah dipelajari. 3. Guru membimbing siswa untuk melaksanakan eksperimen sub materi hukum pascal dan arcimedes. 4. Guru mempersilahkan siswa untuk mengisi lembar kerja siswa (LKS). 5. Guru mempersilakan siswa untuk mempersentasikan hasil eksperimen yang telah dilakukan kepada teman-temannya. 6. Guru memberikan pertanyaan dan siswa berdiskusi dalam kelompoknya untuk menyimpulkan materi yang telah dipelajari. Pada tahapan diskusi, guru berperan sebagai fasilitator dalam menjalankan sumber belajar interaktif, meluruskan konsep yang keliru, serta memberikan pembahasan lebih lanjut berkaitan dengan materi tekanan 3. Penutup Kegiatan a. Siswa mengulas kembali tentang pembelajaran yang telah dilakukan. b. Guru memberikan penekanan terhadap konsep materi yang telah dibelajarkan. c. Guru menginstruksikan kepada siswa untuk mempelajari sub materi tegangan permukaan pada zat cair dan kapilaritas selanjutnya dan untuk mensiapkan eksperimen yang akan mereka lakukan. Pertemuan 3 1. Pendahuluan Kegiatan Guru membuka pelajaran dan menginformasikan indikator dan tujuan pembelajaran serta menginstruksikan siswa untuk bergabung dengan kelompok pada pertemuan sebelumnya. 2. Inti Kegiatan 1. Guru memberikan contoh sehari-hari tentang sub materi hukum pascal dan archimedes. 2. Guru memberikan pertanyaan dan siswa berdiskusi dalam 3. kelompoknya untuk menyimpulkan materi yang telah dipelajari. 60

10 4. Guru membimbing siswa untuk melaksanakan eksperimen sub materi hukum pascal dan arcimedes. 5. Guru mempersilahkan siswa untuk mengisi lembar kerja siswa (LKS). 6. Guru mempersilakan siswa untuk mempersentasikan hasil eksperimen yang telah dilakukan kepada teman-temannya. 7. Guru memberikan pertanyaan dan siswa berdiskusi dalam kelompoknya untuk menyimpulkan materi yang telah dipelajari. Pada tahapan diskusi, guru berperan sebagai fasilitator dalam menjalankan sumber belajar interaktif, meluruskan konsep yang keliru, serta memberikan pembahasan lebih lanjut berkaitan dengan materi tekanan 3. Penutup Kegiatan a. Siswa mengulas kembali tentang pembelajaran yang telah dilakukan. b. Guru memberikan penekanan terhadap konsep materi yang telah dibelajarkan. Sumber Belajar : - Buku Fisika 2 untuk Sekolah Menengah Umum Karangan E Budikase dan Nyoman Kertiasa. Depdikbud, Buku fisika SMA Bambang Ruwanto kelas XI 2B, Yudhistira, Buku fisika SMA Marthen Kangenan kelas XI Penilaian Hasil Belajar : LP-Produk 1. Apa faktor yang mempengaruhi tekanan? a. Percepatan gravitasi b. Luas penampang benda c. Letak benda d. Panjang benda Alasan :

11 2. Sebuah balok memiliki panjang 30 cm, lebar 20 cm, dan tinggi 10 cm. Jika massa jenis balok 5 g/cm 3, dan g = 10 m/s 2. Berapakah tekanan maksimum dan minimum yang dapat dilakukan balok? a. Pa b. Pa c. Pa d. Pa Alasan : Sebuah dongkrak hidrolik mempunyai penampang berdiameter masingmasing 2 cm dan 100 cm. berapakah gaya minimum yang harus dilakukan pada penampang kecil dongkrak untuk mengangkat mobil bermassa 500 kg? a. 0,5 N b. 2 N c. 20 N d. 10 N Alasan : Sebuah bola memiliki volume 50 cm 3, mengapung di permukaan air dengan ½ bagiannya berada di permukaan air. Jika massa jenis air adalah 1 g/cm 3. Berapakah massa bola tersebut? a. 0,025 Kg b. 0,25 Kg c. 2,5 Kg d. 25 Kg Alasan :

12 5. Sebatang jarum dengan massa 10-3 kg, diletakkan di atas permukaan air (γ = 7,27 x 10-2 N/m). Ternyata jarum tersebut hampir tenggelam. Hitunglah panjang jarum ini! a. 0,0068 m b. 0,068 m c. 0,68 m d. 6,8 m Alasan : Sebuah pipa kaca yang berdiameter 0,5 mm dimasukkan ke dalam sebuah wadah yang berisi raksa. Jika sudut kontak raksa dengan dinding pipa adalah 130 o dan tegangan permukaan = 70 x 10-3 N/m, tentukan penurunan permukaan raksa dalam pipa kaca tersebut! (massa jenis raksa = 13,6 x 10 3 kg/m 3, g = 10 m/s 2 ) a. 0,00026 cm b. 0,0026 cm c. 0,026 cm d. 0,26 cm Alasan : Kunci LP-Produk 1. Jawaban: B Tekanan adalah gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang. Secara matematis : 2. Jawaban: D Diketahui : P =30 cm, l =20 cm, t =10 cm 5 g/cm 3 g = 10 m/s 2 63

13 Ditanya : P min dan P maks Jawab : P maks jika A min maka : P min jika A maks maka : 3. Jawaban: B Diketahui : d 1 = 2 cm d 2 = 100 cm F 2 = w = m.g = 500 kg. 10 m/s 2 =5000 N Ditanya : F 1 Jawab : P P F d 1 4cm F F F d N 5000N 10000cm 4. Jawaban: A Diketahui : V = 50 cm 3 = m 3 ρ = 1000 kg/m 3 Ditanya : m bola = Jawab : W F a m. g V tercelup 1 m m 2, g kg air

14 5. Jawaban: B Diketahui : m =10-3 kg =7, N/m Ditanya : l Jawab : w m maks jarum m l 2F 2.. l. g 2.. l jarum 2.. g kg.10m / s 3 2.7,27.10 N / m 0,068m. 6. Jawaban: D Diketahui : d = m =130 o =70 x 10-3 N/m = 13,6 x 10 3 kg/m 3 g = 10 m/s 2 Ditanya : l Jawab : 2..cos y. g. r 3 2.(70.10 N / m).(cos130) y 3 2 (13.600kg/ m ).(10m / s ).(0,25 10 y 0,0026m y 0,26cm Jadi, penurunan air raksa adalah 0,26 cm 3 ) 65

15 Lampiran 3 Sumber: Gambar 1.1 Fluida Dalam LKS ini kita akan mempelajari tentang fluida statis, yaitu fluida yang tidak bergerak. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir seperti zat cair dan gas. Salah satu penerapan fluida statis dalam kehidupan sehari-hari adalah bendungan. Bendungan dirancang dengan struktur bangunan lebih tebal pada bagian bawah. Mengapa harus dibangun demikian? Lalu, bagaimana sebuah kapal laut yang sangat berat dapat terapung di air? Dan masih banyak hal yang dapat kita ketahui setelah mempelajari fluida statis. Kita akan mempelajari hukum-hukum dasar fluida statis, seperti hukum utama hidrostatika, hukum Pascal, dan hukum Archimedes, serta manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari. Dalam setiap subbab, akan disajikan fenomena sederhana yang mungkin sering kalian temui dalam kehidupan sehari-hari. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 66

16 A. TEKANAN Tujuan Pembelajaran: a. Kognitif 1. Produk: a) Siswa dapat menjelaskan hubungan tekanan, gaya tekan, dan luas permukaan benda secara mandiri. b) Siswa dapat mendefinisikan pengertian tekanan. c) Siswa dapat menerapkan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari d) Siswa dapat mengerjakan soal-soal terkait penerapan tekanan dalam berbagai masalah fisika. 2. Proses: a) Siswa dapat merencanakan dan melakukan percobaan untuk menyelidiki hubungan antara tekanan, gaya tekan, dan luas permukaan benda, meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merencanakan percobaan, melaksanakan percobaan, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. b) Siswa dapat mempresentasikan hasil percobaan mengenai hubungan tekanan, gaya tekan, dan luas permukaan benda. b. Psikomotor: 1. Siswa dapat merencanakan percobaan untuk mengetahui hubungan tekanan, gaya tekan, dan luas permukaan benda 2. Siswa dapat melakukan percobaan untuk mengetahui hubungan tekanan, gaya tekan, dan luas permukaan benda. c. Afektif: 1. Karakter. Siswa menunjukkan perilaku berkarakter meliputi: kejujuran, peduli, dan tanggung jawab. 2. Keterampilan sosial. Siswa menunjukkan keterampilan sosial bertanya, menyumbang ide atau berpendapat, menjadi pendengar yang baik, dan berkomunikasi. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 67

17 Apersepsi PERHATIKAN PERISTIWA DI BAWAH INI! Perhatikan gambar 1.2 (a), yaitu sebuah pisau. Tentunya kalian pernah melihat atau menggunakannya. Jika diperhatikan bagian untuk memotong pada pisau dibuat runcing atau tajam. Kemudian pada gambar 1.2 (b), yaitu orang yang sedang memukul paku dengan menggunakan palu. Jika kamu perhatikan bagian ujung paku lebih runcing. Apakah kalian tahu, alasan mengapa mata pisau dibuat tajam dan ujung paku dibuat runcing? Kalian akan mudah menjawab pertanyaanpertanyaan tersebut setelah mempelajari tekanan Sumber: (a) Sumber: (b) Gambar 1.2 (a) pisau (b) orang sedang memukul paku Kegiatan I AYO KITA LAKUKAN! Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Jika kamu menancapkan tiga benda dengan luas permukaan berbeda, yaitu jarum, paku dan pensil seperti gambar di samping dengan gaya tekan yang sama, maka benda manakah yang lebih mudah menancap pada gabus? Jelaskan jawabanmu! Jawab :..... Gambar 1.3 Jarum di tekan benda 500 gram 500 gram LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 68

18 Gambar 1.4 Paku di tekan benda 500 gram 500 gram Gambar 1.5 Besi di tekan benda 500 gram 500 gram Untuk membuktikan jawabanmu, buatlah suatu rencana percobaan berdasarkan peristiwa di atas! (Bekerjalah dalam kelompok yang terdiri dari maksimal 5 orang) Kegiatan II Merencanakan Percobaan 1. Pada kegiatan sebelumnya kamu telah menjawab pertanyaan dan memberikan alasan. Jika jawaban pertanyaan no. 1 dianggap sebagai suatu hipotesis, buatlah suatu rencana percobaan untuk menguji hipotesis tersebut! 2. Rencanakan suatu percobaan untuk : Mengetahui hubungan antara tekanan dan luas permukaan benda, jika gaya tekan konstan. Memformulasikan persamaan tekanan. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 69

19 3. Tuliskan rencana percobaanmu yang terdiri dari alat dan bahan yang diperlukan, gambar sketsa rencana percobaan dan langkah percobaan di bawah ini! Alat dan Bahan: Sketsa rencana percobaan : Langkah Percobaan: Data hasil pengamatan yang akan dikoleksi: Luas Permukaan benda (A) = Tekanan yang dihasilkan (P) =.. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 70

20 4. Konsultasikan rencana percobaan yang telah dibuat dengan gurumu untuk mendapat kepastian rencana percobaanmu dapat dilakukan dan memperoleh hasil sesuai dengan harapan! Kegiatan III Melakukan Percobaan 5. Jika rencana percobaanmu telah mendapat persetujuan gurumu, lakukan percobaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat! 6. Catat hasil percobaan sesuai dengan rencana data hasil pengamatan pada tabel di bawah ini! Tabel 1. Hubungan antara tekanan dan luas permukaan dengan gaya tekan konstan. No Percobaan Luas Permukaan (A) Kedalaman Lubang Tekanan yang dihasilkan (P) Jarum Kecil 2 Paku Sedang 3 Pensil Besar 7. Berdasarkan hasil percobaanmu, jawablah pertanyaan berikut! 1. Berdasarkan percobaan, bagaimanakah hubungan antara luas permukaan dan tekanan yang terjadi, jika gaya tekan yang diberikan konstan? Jelaskan! Jawab : Berdasarkan jawaban pada pertanyaan no.1 jika luas permukaan adalah A, gaya tekan adalah F dan besarnya tekanan adalah P. Tuliskan persamaan untuk tekanan! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 71

21 Jawab : Berdasarkan hasil percobaan yang kamu lakukan, jelaskan dengan bahasamu sendiri apa yang dimaksud dengan tekanan! Jawab : Kegiatan IV Setelah melakukan percobaan pada kegiatan III, carilah informasi tentang tekanan kemudian hubungkan dengan hasil percobaan yang telah kamu peroleh. Kalian dapat menggunakan buku fisika yang tersedia di perpustakaan sekolah atau internet yaitu : 1. Buku Fisika untuk kelas XI, karangan Marthen Kanginan Penerbit Erlangga, Hal Buku Fisika I untuk sekolah menengah umum, karangan E Budikase dan Nyoman Kertiase, Depdikbud. Hal Buku Fisika kelas XI, karangan Bambang Ruwanto, Penerbit Yudhistira. Hal http//: 5. dll LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 72

22 Berdasarkan hasil percobaan dan telaah literature, kamu dapat menjawab beberapa pertanyaan di bawah ini dengan menggunakan bahasamu sendiri. 1. Jelaskan definisi dari tekanan! 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan tekanan dari suatu benda beserta keterangan! 3. Sebutkan aplikasi tekanan dalam kehidupan sehari-hari, dilengkapi dengan gambar! Beri penjelasan! Tempel gambar di sini! Gambar:.. Tempel gambar di sini! Gambar: LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 73

23 Kegiatan V KAMU PASTI BISA! Sekarang, tentunya kamu sudah memahami tentang tekanan. Sekarang tuliskan kesimpulan dari eksperimen yang telah kamu lakukan dengan bahasamu sendiri LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 74

24 B. TEKANAN HIDROSTATIS Tujuan Pembelajaran: a. Kognitif 1. Produk: a) Siswa dapat menjelaskan hubungan kedalaman zat cair dan tekanan hidrostatis. b) Siswa dapat mendefinisikan pengertian tekanan hidrostatis. c) Siswa dapat menjelaskan hukum pokok hidrostatika. d) Siswa dapat menerapkan konsep tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari. e) Siswa dapat mengerjakan soal-soal terkait penerapan tekanan hidrostatis dalam berbagai masalah fisika. 2. Proses: a) Siswa dapat merencanakan dan melakukan percobaan untuk menyelidiki hubungan antara kedalaman zat cair dan tekanan hidrostatis, meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merencanakan percobaan, melaksanakan percobaan, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. b) Siswa dapat mempresentasikan hasil percobaan mengenai hubungan kedalaman zat cair dan tekanan hidrostatis. b. Psikomotor: 1. Siswa dapat merencanakan percobaan untuk mengetahui hubungan kedalaman zat cair dan tekanan hidrostatis 2. Siswa dapat melakukan percobaan untuk mengetahui kedalaman zat cair dan tekanan hidrostatis. c. Afektif: 1. Karakter. Siswa menunjukkan perilaku berkarakter meliputi: kejujuran, peduli, dan tanggung jawab. 2. Keterampilan sosial. Siswa menunjukkan keterampilan sosial bertanya, menyumbang ide atau berpendapat, menjadi pendengar yang baik, dan berkomunikasi. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 75

25 Apersepsi PERHATIKAN PERISTIWA DI BAWAH INI! Perhatikan gambar 1.3! Gambar di samping adalah bangunan sebuah bendungan dan strukturnya. Jika kamu perhatikan, bagian bawah bangunan dibuat lebih tebal daripada bagian atasnya. Menurut pendapatmu, mengapa bendungan dibangun demikian? Kalian akan mudah menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut setelah mempelajari tekanan hidrostatis. Sumber: Gambar 1.6 Bendungan dan struktur bendungan Kegiatan I AYO KITA LAKUKAN! Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Jika sebuah wadah dilubangi di mana ukuran lubang sama seperti gambar di samping, kemudian diisi air, maka bagaimanakah jarak pancaran air yang keluar dari setiap lubang? Berikan alasan! Jawab :... Gambar 1.7 Gelas Plastik dengan lubang horizontal lubang LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 76

26 2. Jika wadah tersebut dilubangi di mana ukuran lubang sama, namun di tempat yang berbeda seperti gambar di samping kemudian diisi air, maka bagaimana jarak pancaran air yang keluar dari setiap lubang? Berikan alasan! Jawab :... Gambar 1.7 Gelas Plastik dengan lubang vertikal lubang Untuk membuktikan jawabanmu, buatlah suatu rencana percobaan berdasarkan peristiwa di atas! (Bekerjalah dalam kelompok yang terdiri dari maksimal 5 orang) Kegiatan II Merencanakan Percobaan 1. Pada kegiatan sebelumnya kamu telah menjawab pertanyaan dan memberikan alasan. Jika jawaban pertanyaan no. 1 dan 2 dianggap sebagai suatu hipotesis, buatlah rencana percobaan untuk menguji hipotesismu! 2. Rencanakan suatu percobaan untuk : Mengetahui hubungan antara tekanan hidrostatis dan kedalaman zat cair. Memformulasikan persamaan tekanan hidrostatis. 3. Tuliskan rencana percobaanmu yang terdiri dari alat dan bahan yang diperlukan, sketsa rencana percobaan dan langkah percobaan di bawah ini Alat dan Bahan: Sketsa rencana percobaan LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 77

27 Langkah Percobaan: Konsultasikan rencana percobaan yang telah dibuat dengan gurumu untuk mendapat kepastian rencana percobaanmu dapat dilakukan dan memperoleh hasil sesuai dengan harapan! Kegiatan III Melakukan Percobaan 5. Jika rencana percobaanmu telah mendapat persetujuan gurumu, lakukan percobaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat! 6. Catat hasil percobaan sesuai dengan rencana data hasil pengamatan pada tabel di bawah ini! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 78

28 Tabel 2. Hubungan antara tekanan hidrostatis dan kedalaman zat cair. No Wadah Lubang ke- Jarak lubang dari permukaan Jarak pancaran zat cair (cm) air (cm) Wadah cm 2 4 cm 3 4 cm 2 Wadah cm 2 4 cm 3 6 cm 7. Berdasarkan hasil percobaanmu, jawablah pertanyaanpertanyaan berikut! 1. Berdasarkan hasil percobaan pada tabel 2, bagaimanakah hubungan antara kedalaman zat cair dan tekanan? Jelaskan! Jawab : Pada percobaan 1, kamu telah memperoleh F persamaan umum tekanan yaitu : P atau A F P. A (F adalah gaya tekan, P adalah tekanan dan A adalah luas permukaan tekan). Jika berat air diberikan persamaan ( adalah massa jenis air (fluida), adalah volume air (fluida), dan g adalah percepatan gravitasi), merupakan gaya tekan F. sehingga w f = F, tentukan persamaan tekanan hidrostatis? ( V A. h ) Jawab : A h LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 79

29 3. Jelaskan dengan bahasamu sendiri, apa yang dimaksud dengan tekanan hidrostatis! Jawab : Apakah tekanan luar (P o ) juga berpengaruh pada percobaan yang kamu lakukan? Jelaskan! Jawab : Berdasarkan jawaban pada pertanyaan 2 dan 4. Tuliskan persamaan untuk menghitung tekanan total! Jawab : LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 80

30 Kegiatan IV Setelah melakukan percobaan pada kegiatan III, carilah informasi tentang tekanan hidrostatis kemudian hubungkan dengan hasil percobaan yang telah kamu peroleh. Kalian dapat menggunakan buku fisika yang tersedia di perpustakaan sekolah atau internet yaitu : 1. Buku Fisika untuk kelas XI, karangan Marthen Kanginan Penerbit Erlangga, Hal Buku Fisika I untuk sekolah menengah umum, karangan E Budikase dan Nyoman Kertiase, Depdikbud. Hal Buku Fisika kelas XI, karangan Bambang Ruwanto, Penerbit Yudhistira. Hal http//: 5. dll Berdasarkan hasil percobaan dan telaah literature, kamu dapat menjawab beberapa pertanyaan di bawah ini dengan menggunakan bahasamu sendiri. 1. Jelaskan definisi dari tekanan hidrostatis! 2. Tuliskan persamaan tekanan hidrostatis dan tekanan mutlak (tekanan total) beserta keterangan! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 81

31 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan hukum pokok hidrostatika! 4. Sebutkan aplikasi tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari dilengkapi dengan gambar! Beri penjelasan! Tempel gambar di sini! Gambar: Tempel gambar di sini! Gambar :. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 82

32 Kegiatan IV KAMU PASTI BISA! Sekarang, tentunya kamu sudah memahami tentang tekanan. Sekarang tuliskan kesimpulan dari eksperimen yang telah kamu lakukan dengan bahasa kamu sendiri LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 83

33 C. HUKUM PASCAL Tujuan Pembelajaran: a. Kognitif 1. Produk: a) Siswa dapat menjelaskan tekanan yang terjadi di dalam ruang tertutup. b) Siswa dapat mendefinisikan tentang hukum Pascal. c) Siswa dapat menerapkan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari. d) Siswa dapat mengerjakan soal-soal terkait penerapan hukum Pascal dalam berbagai masalah fisika. 2. Proses: a) Siswa dapat merencanakan dan melakukan percobaan untuk menyelidiki tekanan yang terjadi di dalam ruang tertutup, meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merencanakan percobaan, melaksanakan percobaan, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. b) Siswa dapat mempresentasikan hasil percobaan. b. Psikomotor: 1. Siswa dapat merencanakan percobaan untuk menyelidiki tekanan yang terjadi di dalam ruang tertutup. 2. Siswa dapat melakukan percobaan sederhana untuk menyelidiki tekanan yang terjadi di dalam ruang tertutup. c. Afektif: 1. Karakter. Siswa menunjukkan perilaku berkarakter meliputi: kejujuran, peduli, dan tanggung jawab. 2. Keterampilan sosial. Siswa menunjukkan keterampilan sosial bertanya, menyumbang ide atau berpendapat, menjadi pendengar yang baik, dan berkomunikasi. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 84

34 Apersepsi PERHATIKAN PERISTIWA DI BAWAH INI! Perhatikan gambar di samping! Pernahkah kalian melihat orang yang sedang mengganti ban mobil dengan menggunakan dongkrak seperti gambar 1.4 a? Atau, pernahkah kalian melihat pesawat sederhana untuk mengangkat mobil seperti gambar 1.4 b? Mengapa sebuah mobil yang memiliki massa yang besar dapat diangkat dengan gaya yang tidak terlalu besar dengan menggunakan dongkrak hidrolik atau pesawat sederhana? Sumber: (a) Kalian akan segera mengetahuinya setelah mempelajari hukum Pascal! (b) Sumber: Depdiknas Gambar 1.8 (a) Dongkrak Hidrolik (b) Pesawat Pengangkat Mobil Kegiatan I AYO KITA LAKUKAN! Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Sebuah alat suntik telah diberi lubang identik di beberapa tempat seperti gambar, kemudian disi air hingga penuh. Jika kemudian air di dalam suntikan diberi tekanan dengan menekan pengisap, bagaimanakah jarak pancaran air yang keluar dari setiap lubang? Jelaskan! Jawab : Gambar 1.9 Gambar alat suntik yang dilubangi horizontal LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 85

35 Dua buah alat suntik dengan luas penampang berbeda dirancang seperti gambar dan diisi air hingga penuh. a. Jika kamu memberi tekanan pada pengisap 1 dan menahan pengisap 2 dengan ibu jarimu, bagaimana gaya tekan yang harus kamu berikan pada penghisap 1 untuk mengangkat pengisap 2? Jelaskan! b. Jika kamu memberi tekanan pada pengisap 2 dan menahan pengisap 1 dengan ibu jarimu, bagaimana gaya tekan yang harus kamu berikan pada pengisap 2 untuk mengangkat pengisap 1? Jelaskan! Jawab : Air Gambar 1.10 Gambar 2 alat suntik luas penampang berbeda. Untuk membuktikan jawabanmu, buatlah suatu rencana percobaan berdasarkan peristiwa di atas! (Bekerjalah dalam kelompok yang terdiri dari maksimal 5 orang) LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 86

36 Kegiatan II Merencanakan Percobaan 1. Pada kegiatan sebelumnya kamu telah menjawab pertanyaan dan memberikan alasan. Jika jawaban pertanyaan no. 1 dan 2 dianggap sebagai suatu hipotesis, buatlah rencana percobaan untuk menguji hipotesismu! 2. Rencanakan suatu percobaan untuk mengetahui tekanan yang terjadi di dalam ruang tertutup! 3. Tuliskan rencana percobaanmu yang terdiri dari alat dan bahan yang diperlukan, sketsa rencana percobaan dan langkah percobaan di bawah ini! Alat dan Bahan: Sketsa rencana percobaan: LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 87

37 Langkah Percobaan: Konsultasikan rencana percobaan yang telah dibuat dengan gurumu untuk mendapat kepastian rencana percobaanmu dapat dilakukan dan memperoleh hasil sesuai dengan harapan! Kegiatan III Melakukan Percobaan 5. Jika rencana percobaanmu telah mendapat persetujuan gurumu, lakukan percobaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat! 6. Catat hasil percobaan sesuai dengan rencana data hasil pengamatan pada tabel di bawah ini! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 88

38 Tabel 3. Data hasil percobaan tekanan di dalam ruang tertutup Lubang Jarak Pancaran air 1 Percobaan Peristiwa Gaya Tekan Mengangkat pengisap 1 Percobaan 2 dengan penghisap 2 Mengangkat pengisap 2 dengan penghisap 1 7. Berdasarkan hasil percobaanmu, jawablah pertanyaanpertanyaan berikut! 1. Berdasarkan hasil percobaan 1, jika kekuatan pancaran air dari setiap lubang sama dengan besarnya tekanan air terhadap dinding-dinding alat suntik, maka dapat disimpulkan konsep tekanan zat cair dalam ruang tertutup, yang kemudian disebut dengan hukum Pascal. Berdasarkan kegiatan tersebut, tuliskanlah bunyi hukum Pascal! Jawab : Mengapa gaya tekan yang diperlukan untuk mengangkat pengisap 1 menggunakan pengisap 2 berbeda dengan gaya tekan untuk mengangkat pengisap 2 menggunakan pengisap 1? Jelaskan! Jawab :... LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 89

39 3. Bagaimana tekanan yang terjadi di dalam pengisap 1 dan 2 ketika salah satu pengisap diberi tekanan dari luar? Jelaskan! Jawab : Berdasarkan jawaban pertanyaan no. 3, tuliskan persamaan yang berlaku! (Ingat : ) Jawab :... Kegiatan IV Setelah melakukan percobaan pada kegiatan III, carilah informasi tentang hukum Pascal kemudian hubungkan dengan hasil percobaan yang telah kamu peroleh. Kalian dapat menggunakan buku fisika yang tersedia di perpustakaan sekolah atau internet yaitu : 1. Buku Fisika untuk kelas XI, karangan Marthen Kanginan Penerbit Erlangga, Hal Buku Fisika I untuk sekolah menengah umum, karangan E Budikase dan Nyoman Kertiase, Depdikbud. 3. Buku Fisika kelas XI, karangan Bambang Ruwanto, Penerbit Yudhistira. Hal http//: 5. dll LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 90

40 Berdasarkan hasil percobaan dan telaah literature, kamu dapat menjawab beberapa pertanyaan di bawah ini dengan menggunakan bahasamu sendiri. 1. Tuliskan bunyi hukum Pascal! 2. Tuliskan persamaan yang berlaku pada hukum Pascal beserta keterangan! 3. Sebutkan aplikasi hukum Pascal dalam kehidupan seharihari dilengkapi dengan gambar! Beri penjelasan! Tempel gambar di sini! Gambar: Tempel gambar di sini! Gambar:.. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 91

41 Kegiatan V KAMU PASTI BISA! Sekarang, tentunya kamu sudah memahami tentang tekanan. Sekarang tuliskan kesimpulan dari eksperimen yang telah kamu lakukan dengan bahasa kam LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 92

42 D. HUKUM ARCHIMEDES Tujuan Pembelajaran: a. Kognitif 1. Produk: a) Siswa dapat mendefinisikan gaya apung dan hukum Archimedes b) Siswa dapat menjelaskan keadaan benda di dalam zat cair (terapung, melayang, dan tenggelam), dengan menggunakan konsep massa jenis. c) Siswa dapat menerapkan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari. d) Siswa dapat mengerjakan soal-soal terkait penerapan hukum Archimedes dalam berbagai masalah fisika. 2. Proses: a) Siswa dapat merencanakan dan melakukan percobaan untuk menyelidiki terjadinya gaya apung dan peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam pada benda di dalam zat cair, meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merencanakan percobaan, melaksanakan percobaan, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. b) Siswa dapat mempresentasikan hasil percobaan terjadinya gaya apung dan peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam pada benda di dalam zat cair. b. Psikomotor: 1. Siswa dapat merencanakan percobaan untuk menyelidiki terjadinya gaya apung pada benda di dalam zat cair. 2. Siswa dapat melakukan percobaan untuk menyelidiki terjadinya gaya apung pada benda di dalam zat cair. 3. Siswa dapat merencanakan percobaan untuk menyelidiki terjadinya peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam pada benda di dalam zat cair. 4. Siswa dapat melakukan percobaan untuk menyelidiki terjadinya peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam pada benda di dalam zat cair c. Afektif: 1. Karakter. Siswa menunjukkan perilaku berkarakter meliputi: kejujuran, peduli, dan tanggung jawab. 2. Keterampilan sosial. Siswa menunjukkan keterampilan sosial bertanya, menyumbang ide atau berpendapat, menjadi pendengar yang baik, dan berkomunikasi. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 93

43 Apersepsi PERHATIKAN PERISTIWA DI BAWAH INI! Coba kamu perhatikan gambar di samping! Kamu dapat melihat balon udara dan sebuah kapal. Pernahkah kamu berpikir, bagaimana sebuah balon udara dapat terbang ke angkasa? Atau, bagaimana sebuah kapal yang besar dan terbuat dari baja dapat terapung di atas laut, padahal sebuah jarum yang sangat kecil justru tenggelam? Kalian akan mengetahuinya setelah mempelajari hukum Archimedes. (a) Sumber: Depdiknas (b) Sumber: Depdiknas Gambar 1.11 (a) Balon udara (b)kapal laut Kegiatan I AYO KITA LAKUKAN! 1. Hukum Archimedes Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! Gambar 1.12 Dua buah pegas 1. Sebuah benda ketika ditimbang di udara memiliki berat 1 N, jika kemudian benda tersebut ditimbang di dalam air seperti pada gambar di samping, bagaimanakah berat benda tersebut, sama dengan 1 N, lebih dari 1 N, atau kurang dari 1 N? Berikan alasanmu! Jawab : LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 94

44 Untuk membuktikan jawabanmu, buatlah suatu rencana percobaan berdasarkan peristiwa di atas! (Bekerjalah dalam kelompok yang terdiri dari maksimal 5 orang) Kegiatan II Merencanakan Percobaan 1. Pada kegiatan sebelumnya kamu telah menjawab pertanyaan dan memberikan alasan. Jika jawaban pertanyaan no. 1 dianggap sebagai suatu hipotesis, buatlah rencana percobaan untuk membuktikanya! 2. Rencanakan suatu percobaan untuk mengetahui terjadinya gaya apung pada benda di dalam zat cair! 3. Tuliskan rencana percobaanmu yang terdiri dari alat dan bahan yang diperlukan, sketsa rencana percobaan dan langkah percobaan di bawah ini! Alat dan Bahan : Sketsa rencana percobaan LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 95

45 Langkah Percobaan: Konsultasikan rencana percobaan yang telah dibuat dengan gurumu untuk mendapat kepastian rencana percobaanmu dapat dilakukan dan memperoleh hasil sesuai dengan harapan! Kegiatan III Melakukan Percobaan 5. Jika rencana percobaanmu telah mendapat persetujuan gurumu, lakukan percobaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat! 6. Catat hasil percobaan sesuai dengan rencana data hasil pengamatan pada tabel di bawah ini! Tabel 4. Data hasil percobaan menentukan gaya apung benda dalam zat cair Berat beban diudara (F 1 ) (N) Berat beban di air (F 2 ) (N) F 1 - F 2 (N) Berat air yang tumpah (N) Volume beban (m 3 ) Volume air yang tumpah (m 3 ) N 2 N 3 N 7. Jawablah pertanyaan di bawah ini berdasarkan hasil percobaan yang telah kamu lakukan atau kamu dapat menggunakan buku yang kamu miliki! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 96

46 1. Jika selisih berat balok di udara dengan di air (F 1 - F 2 ) disebut sebagai gaya apung (F a ), tuliskan persamaan untuk menentukan besarnya gaya apung yang terjadi! Kemudian jelaskan apa yang dimaksud dengan gaya apung! Jawab : Perhatikan data pada kolom 5 dan 6, bagaimana hubungan volume beban yang dicelupkan dalam air dengan volume air yang dipindahkan (tumpah)! Jawab : Perhatikan data pada kolom 3 dan 4! Bagaimana hubungan gaya apung yang bekerja pada suatu benda dengan berat air (fluida) yang dipindahkan oleh benda tersebut? Jawab : Berdasarkan jawaban anda pada pertanyaan no.3, jika persamaan massa fluida yang dipindahkan adalah, ( adalah massa fluida yang dipindahkan, adalah massa jenis fluida, dan adalah volume fluida yang dipindahkan). Maka tentukan persamaan gaya apungnya? Jawab : LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 97

47 Gunakan persamaan yang anda dapatkan pada pertanyaan no 4 untuk menghitung gaya apung yang bekerja pada beban! Bandingkan dengan hasil percobaan! ( ) Jawab : Kegiatan I AYO KITA LAKUKAN! Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Bagaimana keadaan telur jika kita masukkan ke dalam air tawar maupun air garam dengan perbandingan air dan garam = 2 : 1, (terapung, tenggelam, atau melayang)? Jelaskan! Jawab : Gambar 1.12 Dua buah gelas berisi air dan telor LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 98

48 Untuk membuktikan jawabanmu, buatlah suatu rencana percobaan berdasarkan peristiwa di atas! (Bekerjalah dalam kelompok yang terdiri dari maksimal 5 orang) Kegiatan II Merencanakan Percobaan 1. Pada kegiatan sebelumnya kamu telah menjawab pertanyaan dan memberikan alasan. Jika jawaban pertanyaan no. 1 dianggap sebagai suatu hipotesis, buatlah rencana percobaan untuk membuktikannya! 2. Rencanakan suatu percobaan untuk mengetahui faktorfaktor yang meyebabkan terjadinya peristiwa terapung, tenggelam, dan melayang! 3. Tuliskan rencana percobaanmu yang terdiri dari alat dan bahan yang diperlukan, sketsa rencana percobaan dan langkah percobaan di bawah ini! Alat dan Bahan : Langkah Percobaan: Sketsa rencana percobaan LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 99

49 4. Konsultasikan rencana percobaan yang telah dibuat dengan gurumu untuk mendapat kepastian rencana percobaanmu dapat dilakukan dan memperoleh hasil sesuai dengan harapan! Kegiatan III Melakukan Percobaan 5. Jika rencana percobaanmu telah mendapat persetujuan gurumu, lakukan percobaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat! 6. Catat hasil percobaan sesuai dengan rencana data hasil pengamatan pada tabel di bawah ini! Tabel 4. Percobaan terapung, melayang dan tenggelam Zat Keadaan telur ayam didalam fluida (terapung, melayang, tenggelam) 1 2 Air Air + Garam 7. Jawablah pertanyaan di bawah ini berdasarkan hasil percobaan yang telah kamu lakukan atau kamu dapat menggunakan buku yang kamu miliki! 1. Apa yang terjadi dengan keadaan telur ayam dimasukkan ke dalam air dan air + garam? Jelaskan mengapa hal itu dapat terjadi, hubungkan dengan massa jenis masing-masing zat cair! Jawab : Jelaskan konsep melayang, terapung, dan tenggelam, berdasarkan pengamatan anda? Jawab : LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 100

50 Kegiatan IV Setelah melakukan percobaan pada kegiatan III, carilah informasi tentang hukum Archimedes kemudian hubungkan dengan hasil percobaan yang telah kamu peroleh. Kalian dapat menggunakan buku fisika yang tersedia di perpustakaan sekolah atau internet yaitu : 1. Buku Fisika untuk kelas XI, karangan Marthen Kanginan Penerbit Erlangga, Hal Buku Fisika I untuk sekolah menengah umum, karangan E Budikase dan Nyoman Kertiase, Depdikbud. 3. Buku Fisika kelas XI, karangan Bambang Ruwanto, Penerbit Yudhistira. Hal http//: 5. dll Berdasarkan hasil percobaan dan telaah literature, kamu dapat menjawab beberapa pertanyaan di bawah ini dengan menggunakan bahasamu sendiri. 1. Jelaskan definisi dari gaya apung! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 101

51 2. Tuliskan bunyi hukum Archimedes! Tuliskan persamaan untuk menentukan gaya apung beserta keterangannya! Jelaskan konsep terapung, melayang dan tenggelam dengan bahasamu sendiri! Sebutkan aplikasi hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari dilengkapi dengan gambar! Beri penjelasan! Tempel gambar di sini! Gambar: LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 102

52 Tempel gambar di sini! Gambar: Kegiatan V KAMU PASTI BISA! Sekarang, tentunya kamu sudah memahami tentang tekanan. Sekarang tuliskan kesimpulan dari eksperimen yang telah kamu lakukan dengan bahasa kam LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 103

53 E. TEGANGAN PERMUKAAN ZAT CAIR DAN KAPILARITAS Tujuan Pembelajaran: a. Kognitif 1. Produk: a) Siswa dapat mendefinisikan tegangan permukaan pada zat cair secara mandiri. b) Siswa dapat menerapkan tegangan permukaan pada zat cair dalam kehidupan sehari-hari. c) Siswa dapat mengerjakan soal-soal terkait penerapan tegangan permukaan pada zat cair dalam berbagai masalah fisika. d) Siswa dapat mendefinisikan kapilaritas secara mandiri. e) Siswa dapat menerapkan peristiwa kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari f) Siswa dapat mengerjakan soal-soal terkait penerapan kapilaritas dalam berbagai masalah fisika. 2. Proses: a) Siswa dapat merencanakan dan melakukan percobaan untuk menyelidiki adanya tegangan permukaan pada zat cair dan kapilaritas, meliputi: merumuskan hipotesis, mengidentifikasi variabel manipulasi, mengidentifikasi variabel respon, mengidentifikasi variabel kontrol, merencanakan percobaan, melaksanakan percobaan, mengisi tabel pengamatan, melakukan analisis data, dan merumuskan kesimpulan. b) Siswa dapat mempresentasikan hasil percobaan tentang tegangan permukaan pada zat cair dan kapilaritas b. Psikomotor: 1. Siswa dapat merencanakan percobaan untuk menyelidiki adanya tegangan permukaan pada zat cair dan kapilaritas. 2. Siswa dapat melakukan percobaan untuk menyelidiki adanya tegangan permukaan pada zat cair dan kapilaritas. c. Afektif: 1. Karakter. Siswa menunjukkan perilaku berkarakter meliputi: kejujuran, peduli, dan tanggung jawab. 2. Keterampilan sosial. Siswa menunjukkan keterampilan sosial bertanya, menyumbang ide atau berpendapat, menjadi pendengar yang baik, dan berkomunikasi. LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 104

54 Apersepsi PERHATIKAN PERISTIWA DI BAWAH INI! Perhatikan gambar 1.5 (a). Mengapa seekor nyamuk dapat hinggap di permukaan air dan tidak terjebur ke dalam air? Kemudian pada gambar 1.5 (b). Bagaimana minyak dapat naik ke atas melalui sumbu lampu sehingga lampu dapat menyala? Kalian akan mudah menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut setelah mempelajari tegangan permukaan zat cair dan kapilaritas Sumber: (a) Sumber: (b) Gambar 1.13 (a) nyamuk hinggap di permukaan air (b) minyak dapat naik dalam sumbu lampu. Kegiatan I AYO KITA LAKUKAN! 1. Tegangan permukaan Zat Cair Gambar 1.14 Kawat berbentuk loop Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Jika sebuah kawat berbentuk loop atau lingkaran dan diikatkan benang di sepanjang diameternya, dicelupkan ke dalam larutan sabun, lalu diangkat pada posisi mendatar, maka akan terlihat lapisan sabun terbentang pada loop. Bagaimana bentuk benangnya? LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 105

55 Jawab : Jika salah satu bagian lingkaran tersebut ditusuk jarum, apakah yang terjadi pada benang? Mengapa hal itu dapat terjadi? Jawab : Jika sebuah klip diletakkan di atas permukaan air secara perlahan-lahan, apakah yang akan terjadi? Bagaimana jika air biasa diganti dengan air sabun? Jelaskan perbedaannya! Jawab : Gambar 1.15 gelas dan klip Untuk membuktikan jawabanmu, buatlah suatu rencana percobaan berdasarkan peristiwa di atas! (Bekerjalah dalam kelompok yang terdiri dari maksimal 5 orang) LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 106

56 Kegiatan II Merencanakan Percobaan 1. Pada kegiatan sebelumnya kamu telah menjawab pertanyaan dan memberikan alasan. Jika jawabanmu dianggap sebagai suatu hipotesis, buatlah rencana percobaan untuk menguji hipotesismu! 2. Rencanakan suatu percobaan untuk mengetahui adanya tegangan permukaan pada zat cair! 3. Tuliskan rencana percobaanmu yang terdiri dari alat dan bahan yang diperlukan, sketsa rencana percobaan, dan langkah percobaan di bawah ini! Alat dan Bahan: Sketsa rencana percobaan : Langkah Percobaan: LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 107

57 4. Konsultasikan rencana percobaan yang telah dibuat dengan gurumu untuk mendapat kepastian rencana percobaanmu dapat dilakukan dan memperoleh hasil sesuai dengan harapan! Kegiatan III Melakukan Percobaan 5. Jika rencana percobaanmu telah mendapat persetujuan gurumu, lakukan percobaan sesuai dengan rencana yang telah dibuat! 6. Catat hasil percobaan sesuai dengan data hasil pengamatan pada tabel di bawah ini! Tabel 5. Data Hasil Percobaan Tegangan Permukaan Zat Cair Loop Bentuk benang Sebelum ditusuk jarum Percobaan 1 Setelah salah satu bagian ditusuk jarum Percobaan 2 Air Zat Keadaan clip (Tetap di permukaan air atau tenggelam) Air Sabun 7. Jawablah pertanyaan di bawah ini berdasarkan hasil percobaan yang telah kamu lakukan atau kamu dapat menggunakan buku yang kamu miliki! 1. Bagaimana bentuk benang pada loop ketika dicelupkan ke dalam air sabun dan ketika salah satu bagian lingkaran tersebut ditusuk jarum, apakah yang terjadi pada benang? Jelaskan! Jawab :... LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 108

58 2. Bagaimana keadaan klip ketika diletakkan di atas permukaan air dan air sabun? Jelaskan mengapa hal itu terjadi! Jawab : Jelaskan konsep tegangan permukaan pada zat cair berdasarkan pengamatan anda? Jawab :... Perhatikan gambar dan jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Jika kita memasukkan kain ke dalam gelas seperti gambar berikut, maka air akan terserap kain dan naik ke atas, dan menetes keluar melalui kain. Kemudian jika lampu minyak terdiri dari wadah yang berisi bahan bakar (biasanya minyak tanah) dan sumbu. Sebagian sumbu dicelupkan dalam wadah yang berisi minyak tanah, sedangkan sebagian lagi dibungkus dalam pipa kecil. Jika kita ingin menggunakan lampu minyak, maka sumbu yang terletak di ujung atas pipa kecil tersebut harus dibakar. Sumbu tersebut bisa menyala karena minyak tanah yang berada dalam wadah terserap ke atas, hingga mencapai ujung sumbu yang terbakar. Mengapa hal ini dapat terjadi? Jelaskan! Gambar 1.16 Gelas yang diisi air dan lap Gambar 1.17 Lampu bahan bakar minyak tanah Jawab : LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 109

59 2. Sebatang pipa dengan diameter kecil, kemudian salah satu ujungnya dimasukkan dalam air, maka air akan naik ke dalam pipa, sehingga permukaan air di dalam pipa lebih tinggi daripada permukaan air di luar pipa (lihat gambar!). Jelaskan mengapa hal ini terjadi! Jawab : Gambar 1.18 Percobaan dan menggunakan pipa kecil 3. Kedua peristiwa diatas berkaitan dengan konsep kapilaritas. Coba jelaskan apa yang dimaksud dengan kapilaritas dengan bahasamu sendiri! Jawab : LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 110

60 Kegiatan IV Setelah melakukan percobaan pada kegiatan III, carilah informasi tentang tegangan permukaan pada zat cair dan kapilaritas kemudian hubungkan dengan hasil percobaan yang telah kamu peroleh. Kalian dapat menggunakan buku fisika yang tersedia di perpustakaan sekolah atau internet yaitu : 1. Buku Fisika untuk kelas XI, karangan Marthen Kanginan Penerbit Erlangga, Hal Buku Fisika I untuk sekolah menengah umum, karangan E Budikase dan Nyoman Kertiase, Depdikbud. Hal Buku Fisika kelas XI, karangan Berdasarkan Bambang hasil Ruwanto, percobaan dan Penerbit telaah literature, kamu dapat Yudhistira. menjawab Hal beberapa pertanyaan di bawah ini dengan 4. http//: menggunakan bahasamu sendiri. 5. dll 1. Jelaskan yang dimaksud dengan tegangan permukaan pada zat cair! Tuliskan persamaan untuk menentukan tegangan permukaan zat cair beserta keterangannya! Jelaskan yang dimaksud dengan kapilaritas! LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 111

61 Jelaskan peristiwa kenaikan atau penurunan zat cair di dalam pipa kapiler beserta persamaannya! Sebutkan aplikasi tegangan permukaan zat cair dan kapilaritas dalam kehidupan sehari-hari dilengkapi dengan gambar! Beri penjelasan! Tempel gambar di sini! Gambar : Peristiwa kapilaritas pada pipa kapiler. Tempel gambar di sini! Gambar: Tempel gambar di sini! Gambar: LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 112

62 Kegiatan V KAMU PASTI BISA! Sekarang, tentunya kamu sudah memahami tentang tekanan. Sekarang tuliskan kesimpulan dari eksperimen yang telah kamu lakukan dengan bahasa kam LKS Fluida Statis Kelas XI/2 SMA 113

63 Lampiran 4 FLUIDA STATIS STANDAR KOMPETENSI Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah KOMPETENSI DASAR Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Sub Pokok Bahasan: - Tekanan - Tekanan Hidrostatis - Hukum Pascal - Hukum Archimedes - Tegangan Permukaan Zat Cair dan Kapilaritas

64 A. Tekanan Apersepsi - Pisau dibuat tajam untuk mempersempit luas permukaannya sehingga menghasilkan tekanan yang lebih besar, dan lebih mudah digunakan. - Ujung paku dibuat lancip, agar tekanan yang dihasilkan besar. Kegiatan I : Penyajian Masalah Hipotesis : - Jarum akan lebih mudah menancap pada gabus, karena luas permukaan jarum lebih sempit daripada paku dan pensil sehingga tekanan yang dihasilkan lebih besar. - Pensil akan lebih sulit menancap pada gabus, karena luas permukaan pensil lebih luas daripada paku dan jarum sehingga tekanan yang dihasilkan lebih kecil. Kegiatan II : Pengumpulan dan Verifikasi Data Kegiatan Pra- Laboratorium 1 Alat dan Bahan : 1. Pensil 2. Paku 3. Jarum 4. Gabus 5. Beban Rancangan Percobaan : 600 gram 600 gram 600 gram Jarum Paku Pensil Langkah percobaan : 1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Meletakkan jarum di atas gabus, kemudian meletakkan beban di atasnya. 3. Memperhatikan kedalaman jarum yang masuk. 4. Mengulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk paku dan pensil. 5. Mencatat data hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 115

65 Kegiatan III : Mengadakan Eksperimen dan Pengumpulan Data Kegiatan Laboratorium Hubungan antara luas permukaan dan tekanan adalah berbanding terbalik. Semakin besar luas permukaan benda maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan, dan sebaliknya. ( ) 7.2 Persamaan tekanan adalah : Keterangan : P = Tekanan (pascal / Pa) F = Gaya (newton/ N) A = Luas Permukaan Bidang Tekan (m 2 ) 7.3 Tekanan adalah gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang. Kegiatan IV : Merumuskan Penjelasan 1. Definisi tekanan adalah gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang. 2. Persamaan untuk menentukan tekanan dari suatu benda adalah : Keterangan : P = Tekanan (pascal / Pa) F = Gaya (newton/ N) A = Luas Permukaan Bidang Tekan (m 2 ) Satuan SI untuk tekanan adalah pascal (Pa), dimana : 1 Pa = 1 N/m 2 Untuk keperluan cuaca digunakan satuan atmosfer (atm), cmhg atau mmhg, torr dan milibar (mb). 1 mb = 0,001 bar ; 1 bar = 10 5 Pa 1 atm = 76 cmhg = Pa = 1,01 bar 1 torr = 1 mmhg 3. Penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari antara lain: pada pisau dan paku. Ujung paku dibuat runcing dan pisau dibuat tajam untuk mendapatkan tekanan yang lebih besar, sehingga lebih mudah menancap pada benda lain. Kegiatan V: Mengadakan Analisis Inkuiri Kesimpulan dari percobaan adalah: 1. Tekanan adalah gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang. 2. Hubungan antara luas permukaan dan tekanan adalah berbanding terbalik. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 116

66 B. Tekanan Hidrostatis Apersepsi - Dinding bendungan dibuat makin kebawah makin tebal. Tujuannya agar dinding bendungan dapat menahan tekanan air yang paling kuat dibagian paling dalam. Bayangkan jika bagian bawah bendungan dibuat tipis maka bendungan akan mudah jebol karena tidak mampu menahan tekanan air yang kuat pada bagian dasar. Kegiatan I : Penyajian Masalah Hipotesis : 1. Jarak pancaran air yang keluar dari setiap lubang sama, karena tekanan pada kedalaman yang sama adalah sama besar 2. Jarak pancaran air yang keluar dari setiap lubang yaitu: semakin besar jarak lubang ke permukaan air, maka semakin jauh jarak pancarannya. Karena semakin besar kedalamannya, tekanannya semakin besar. Kegiatan II : Pengumpulan dan Verifikasi Data Kegiatan Pra- Laboratorium 2 Alat dan Bahan 1. Toples plastik/gelas 2. Air 3. Mistar 4. Jarum 5. Selotip 6. Pensil/spidol 7. Lap kering Rancangan Percobaan : 2 cm 2 cm 2 cm 4 cm Langkah percobaan : 1. Menyiapkan alat dan bahan. 2. Menggunakan mistar, mengukur pada ketinggian yang sama 4 cm dari dasar toples dan memberi tanda 3 posisi dengan spidol pada ketinggian yang sudah diukur. 3. Melubangi tanda dengan menggunakan jarum pentul, usahakan ukuran setiap lubang sama. 4. Menutup tiap lubang dengan selotip. 5. Mengisi botol dengan air 6. membuka selotip dan mengamati kekuatan pancaran air. 7. Kembali menggunakan mistar, mengukur pada ketinggian yang berbeda 2 cm,4 cm, dan 6 cm dari dasar toples dan beri tanda 3 posisi dengan spidol pada ketinggian yang sudah diukur. 8. Mengulangi langkah-langkah pada nomor 2 sampai 5. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 117

67 Kegiatan III : Mengadakan Eksperimen dan Pengumpulan Data Kegiatan Laboratorium Semakin besar kedalaman zat cair semakin besar tekanannya, dan sebaliknya. Tekanan (P) sebanding dengan kedalaman (h). 7.2 Penurunan Persamaan Tekanan Hidrostatis: F P A m. g P, m V A. V. g P, V A. h A. A. h. g P A P. g. h Jadi, Tekanan Hidrostatis zat cair (p h ) dirumuskan dengan: P. g. h 7.3 Tekanan Hidrostatis adalah tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri. 7.4 Tekanan luar juga bekerja pada zat cair, yaitu : Zat cair h P 7.5 Tekanan mutlak pada kedalaman h dapat dirumuskan dengan: Kegiatan IV : Merumuskan Penjelasan P 0 1. Tekanan Hidrostatis adalah tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri. 2. Tekanan Hidrostatis zat cair (p h ) dirumuskan dengan: P. g. h Tekanan mutlak pada kedalaman h dapat dirumuskan dengan: 3. Hukum Utama hidrostatika menyatakan bahwa : semua titik yang terletak pada bidang datar yang sama di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan (mutlak) yang sama. Berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatika, maka tekanan di titik A, B, dan C besarnya sama. Hukum Pokok Hidrostatika dapat digunakan untuk menentukan massa jenis zat cair dengan menggunakan pipa U. Zat cair yang sudah diketahui massa jenisnya ( ) dimasukkan dalam pipa U, kemudian zat cair yang akan dicari massa jenisnya ( )dituangkan pada kaki yang lain setinggi h 1. Adapun h 2 adalah tinggi zat cair mula-mula, diukur dari garis batas kedua zat cair. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 118

68 Berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatika, maka: p p 1 gh 1 h gh h h h 2 x Prinsip tekanan hidrostatis dimanfaatkan pada pembuatan bendungan air. Dinding dibuat makin ke bawah makin tebal. Tujuannya agar dinding bendungan dapat menahan tekanan air yang paling kuat di bagian paling dalam. Bayangkan jika bagian bawah bendungan dibuat tipis maka bendungan akan mudah jebol karena tidak mampu menahan tekanan air yang kuat pada bagian dasar. Kegiatan V: Mengadakan Analisis Inkuiri Struktur Bendungan Dari percobaan dapat disimpulkan bahwa : a. Tekanan Hidrostatis adalah tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri. b. Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan hidrostatis adalah : massa jenis, percepatan gravitasi dan kedalaman zat cair. Secara matematis : P. g. h C. Hukum Pascal Apersepsi - Mobil dapat diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik atau mesin pengangkat mobil, karena kedua alat tersebut menggunakan prinsip kerja berdasarkan hukum Pascal. Kegiatan I : Penyajian Masalah Hipotesis: 1. Kekuatan pancaran dari setiap lubang adalah sama besar, berarti tekanan yang diberikan dalam ruang tertutup, akan diteruskan ke segala arah sama besar. 2. a. Gaya tekan kecil, karena tekanan di dalam ruang tertutup sama besar (sesuai dengan hukum Pascal) sehingga diperlukan gaya yang kecil untuk pengisap 1 yang berdiameter Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 119

69 (luas permukaan) lebih kecil, untuk memperoleh gaya yang besar untuk mengangkat pengisap 2. b. Gaya tekan yang harus diberikan besar, karena tekanan di dalam ruang tertutup sama besar (sesuai dengan hukum Pascal) sehingga diperlukan gaya yang besar untuk pengisap 2 yang berdiameter (luas permukaan) lebih besar, untuk mengangkat pengisap 1 Kegiatan II : Pengumpulan dan Verifikasi data Kegiatan Pra-Laboratorium 3 Rancangan Percobaan Alat dan Bahan 1. Alat suntik bekas (besar dan kecil) 3 buah 2. Air secukupnya 3. Jarum 4. Selotip 5. Selang Rancangan Percobaan : Percobaan 1 Percobaan 2 Langkah Percobaan 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Melubangi alat suntik pada beberapa bagian seperti gambar sama besar 3. Menutup lubang dengan selotip 4. Mengisi alat suntik dengan air 5. Membuka lubang pada alat suntik 6. Memberi tekanan dari luar dengan menekan pengisap. 7. Memperhatikan jarak pancaran air. 8. Mencatat data hasil percobaan pada tabel 3 percobaan 1 9. Menyiapkan 1 alat suntik kecil dan 1 alat suntik besar. 10. Mengisi alat suntik besar dengan air, kemudian menghubungkan kedua alat suntik tersebut dengan pipa plastik yang juga diisi air. 11. Menekan penghisap pada alat suntik besar dan menahan pada alat suntik kecil dengan ibu jari dan merasakan tekanannya. 12. Menekan penghisap pada alat suntik kecil dan menahan pada alat suntik besar dengan ibu jari dan merasakan tekanannya. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 120

70 13. Membandingkan tekanan yang dihasilkan oleh penghisap pada alat suntik besar dan alat suntik kecil. 14. Mencatat data hasil percobaan pada tabel 3 percobaan 2 Kegiatan III : Mengadakan Eksperimen dan Pengumpulan Data Kegiatan Laboratorium Tekanan dari luar yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar. 7.2 Karena luas permukaan pengisap 1 dan 2 berbeda. Berdasarkan hukum Pascal : Tekanan dari luar yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar. sehingga diperlukan gaya yang kecil untuk pengisap 1 yang berdiameter (luas permukaan) lebih kecil, untuk mengangkat pengisap 2, dan sebaliknya untul pengisap Tekanan pada pengisap 1 sama dengan pengisap 2 ( P1 P 2 ) 7.4 Persamaan : Kegiatan IV : Merumuskan Penjelasan 1. Bunyi hukum Pascal : Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruangan tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar. 2. Persamaan yang berlaku pada hukum Pascal : Dengan : F 1 = gaya pada penampang A 1 (N) F 2 = gaya pada penampang A 2 (N) A 1 = Luas penampang 1 (m 2 ) A 2 = Luas penampang 2 (m 2 ) 3. Alat-alat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari yang bekerja berdasarkan hukum Pascal, selain dongkrak hidrolik adalah rem hidrolik dan mesin hidrolik pengangkat mobil Kegiatan V: Mengadakan analisis inkuiri Tekanan dari luar yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar. Secara matematis : P D. Hukum Archimedes Apersepsi 1 P 2 P P 1 F A 1 1 P P 1 F A F2 A 2 - Balon udara dapat terbang ke angkasa karena adanya gaya angkat ke atas (gaya apung) yang dikerjakan udara (gas panas). 2 F2 A 2 Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 121

71 - Kapal laut tidak tenggelam karena badan kapal dibuat berongga. Hal ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingg gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut. Kegiatan I : Penyajian Masalah 1. Hukum Archimedes Hipotesis: - Kurang dari 1 N, karena adanya gaya angkat ke atas dari air, sehingga berat benda yang terukur pada neraca berkurang. Kegiatan II : Pengumpulan dan Verifikasi Data Kegiatan Pra- Laboratorium 3 Alat dan Bahan 1. Gelas ukur 30 ml(penampung) 2. Gelas ukur 100 ml 3. 1 buah neraca pegas 4. Beban 100 gr, 200 gr, 300 gr. 5. Jepit penahan 6. Statif 7. Air secukupnya 8. Benang/tali 9. Plastik 10. Toples Rancangan Percobaan : Air yang tumpah/dipindahkan Prosedur Percobaan: 1. Mengukur volume batu menggunakan gelas ukur 2. Menuangkan air ke dalam gelas ukur 100 ml secukupnya 3. Mengukur beban di udara menggunakan neraca pegas 4. Mengukur beban dalam air menggunakan neraca pegas 5. Mengangkat beban yang telah diukur dari dalam air 6. Menambahkan air ke dalam gelas berukuran 100 ml sampai penuh 7. Mencelupkan beban pada gelas kimia berukuran 100 ml yang telah diisi dengan air penuh. 8. Menampung semua air yang tumpah (dipindahkan) dengan menggunakan gelas air. 9. Mengukur volume air yang anda tampung dengan menggunakan gelas ukur 30 ml 10. Memasukkan air yang ada pada gelas ukur (air yang dipindahkan) ke dalam plastik, kemudian Menimbang berat air tersebut menggunakan neraca pegas 11. Mengulangi langkah 1-10 untuk benda bermassa 200 gram dan 300 gram. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 122

72 Kegiatan III : Mengadakan Eksperimen dan Pengumpulan Data Kegiatan Laboratorium Persamaan Gaya Apung : Fapung wdiudara wdidalamair Gaya apung adalah gaya angkat ke atas oleh fluida terhadap benda yang tercelup ke dalam fluida tersebut sehingga benda terasa lebih ringan. 7.3 Volume beban yang dicelupkan dalam air dengan volume air yang dipindahkan (tumpah) adalah sama ( V V ) bendatercelup air yangdipindahkan 7.4 Gaya apung yang bekerja pada suatu benda sama dengan berat air (fluida) yang dipindahkan oleh benda ( F w ). 7.5 F F F apung apung apung w m fp fp. V fp apung. g fp. g fp Kegiatan I : Penyajian Masalah 2. Terapung, melayang, dan tenggelam Hipotesis : - Telur di dalam air tawar akan tenggelam sedangkan telur di dalam air garam akan melayang atau terapung, karena massa jenis air garam lebih besar daripada air tawar maka gaya apungnya juga lebih besar. - Kegiatan II : Pengumpulan dan Verifikasi Data Kegiatan Pra- Laboratorium 4 Alat dan Bahan : 1. Gelas Ukur 2. Air 3. Telur 4. Garam Rancangan Percobaan : Langkah Percobaan : 1. Mengisikan air ke dalam gelas 2. Memasukkan telur ke dalam gelas Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 123

73 3. Mengamati apa yang terjadi? Apakah telur terapung, melayang. Atau tenggelam? 4. Menambahkan garam ke dalam air 5. Mengamati kembali apa yang terjadi? Apakah telur terapung, melayang. Atau tenggelam? Kegiatan III : Mengadakan Eksperimen dan Pengumpulan Data Kegiatan Laboratorium Telur di dalam air tawar akan tenggelam sedangkan telur di dalam air garam akan melayang atau terapung, karena massa jenis air garam lebih besar daripada air tawar maka gaya apungnya juga lebih besar. 7.2 Konsep benda terapung, melayang dan tenggelam a. Benda Terapung. Benda dikatakan terapung dalam zat cair jika tidak seluruh bagian benda tercelup dalam zat cair. Hal ini terjadi karena(ρ b < ρ c ), sehingga(w b < F a ). b. Benda Melayang. Benda dikatakan melayang dalam zat cair apabila keseluruhan permukaan benda tercelup dalam zat cair dan benda diam (tidak jatuh ke bawah tetapi juga tidak muncul ke permukaan). Hal ini terjadi karena(ρ b = ρ c ), sehingga(w b = F a ). c. Benda Tenggelam. Benda dikatakan tenggelam dalam zat cair apabila benda jatuh ke bawah/dasar wadah saat dimasukkan ke dalam zat cair tersebut. Hal ini terjadi karena(ρ b > ρ c ), sehingga(w b > F a ). Kegiatan IV : Merumuskan Penjelasan 1. Gaya apung adalah gaya angkat ke atas sehingga benda-benda yang masuk ke dalam fluida akan tampak mempunyai berat yang lebih kecil dari pada saat berada di luar fluida. Gaya apung terjadi karena tekanan pada fluida bertambah terhadap kedalaman. Dengan demikian tekanan ke atas pada permukaan bawah benda lebih besar dari tekanan ke bawah pada permukaan atasnya. 2. Bunyi hukum Archimedes yaitu : suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. 3. Persamaan gaya apung : F. V g Keterangan: F a : gaya apung (N) ρ f : massa jenis zat cair (kg/m 3 ) V : volume benda yang tercelup (m 3 ) g : percepatan gravitasi bumi (m/s 2 ) apung f f. 4. Hukum Archimedes juga menjelaskan peristiwa benda yang dimasukkan ke dalam zat cair akan mengalami tiga kemungkinan, yaitu terapung, melayang, dan tenggelam. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 124

74 a. Benda Terapung. Benda dikatakan terapung dalam zat cair jika tidak seluruh bagian benda tercelup dalam zat cair. Hal ini terjadi karena(ρ b < ρ c ), sehingga(w b < F a ). b. Benda Melayang. Benda dikatakan melayang dalam zat cair apabila keseluruhan permukaan benda tercelup dalam zat cair dan benda diam (tidak jatuh ke bawah tetapi juga tidak muncul ke permukaan). Hal ini terjadi karena(ρ b = ρ c ), sehingga(w b = F a ). c. Benda Tenggelam. Benda dikatakan tenggelam dalam zat cair apabila benda jatuh ke bawah/dasar wadah saat dimasukkan ke dalam zat cair tersebut. Hal ini terjadi karena(ρ b > ρ c ), sehingga(w b > F a ). 5. Aplikasi hukum Archimedes a. Jembatan Ponton Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Jembatan pontoon merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. b. Kapal Selam dan Galangan Kapal Pada dasarnya prinsip kerja kapal selam dan galangan kapal sama. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang cadangan sehingga berat kapal bertambah. Pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan, menyebabkan kapal selam dapat menyelam pada kedalaman yang dikehendaki. Jika akan mengapung, maka air laut dikeluarkan dari ruang cadangan. Berdasarkan konsep tekanan hidrostastis, kapal selam mempunyai batasan tertentu dalam menyelam. Jika kapal menyelam terlalu dalam, maka kapal bisa hancur karena tekanan hidrostatisnya terlalu besar. Untuk memperbaiki kerusakan kapal bagian bawah, digunakan galangan kapal. Jika kapal akan diperbaiki, galangan kapal ditenggelamkan dan kapal dimasukkan. Setelah itu galangan diapungkan. Galangan ditenggelamkan dan diapungkan dengan cara memasukkan dan mengeluarkan air laut pada ruang cadangan. Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 125

75 (a) Galangan Kapal (b) Prinsip mengapung dan tenggelam pada kapal selam Kegiatan V: Mengadakan Analisis Inkuiri Kesimpulan : Gaya apung adalah gaya angkat ke atas. Gaya apung yang bekerja pada suatu benda sama dengan berat air (fluida) yang dipindahkan oleh benda tersebut. - Benda akan terapung di dalam zat cair jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair. - Benda akan melayang di dalam zat cair jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair. - Benda akan tenggelam di dalam zat cair jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair. E. Tegangan Permukaan Zat Cair dan Kapilaritas Apersepsi - Seekor nyamuk dapat hinggap di permukaan air karena air memiliki tegangan permukaan. - Minyak dapat naik ke atas melalui sumbu lampu karena gaya adhesi antar sumbu dan minyak lebih besar daripada gaya adhesi antara minyak, sehingga minyak akan terus naik ke atas sampai komponen gaya adhesi arah vertical sama dengan gaya berat minyak yang naik. Kegiatan I : Penyajian Masalah 1. Tegangan Permukaan Zat Cair Hipotesis : 1. Akan terlihat lapisan sabun terbentang pada loop, dan terlihar juga benang membagi lapisan menjadi 2 bagian. Benang berbelok-belok tidak lurus. 2. Jika salah satu bagian ditusuk, maka akan terlihat bahwa benang akan tertarik pada lapisan sabun yang tidak robek/ pecah, membentuk suatu busur. Ini membuktikan adanya gaya kohesi molekul sabun (tegangan permukaan). 3. Saat klip diletakkan di atas air biasa secara perlahan, klip akan terapung. Namun jika diletakkan di atas air sabun, klip akan sulit terapung, cenderung tenggelam. Hal ini dikarenakan tegangan permukaan air biasa lebih besar daripada air sabun. Artinya sabun dapat mennurunkan tegangan permukaan air. Kegiatan II : Pengumpulan dan Verifikasi Data Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 126

76 Kegiatan Pra- Laboratorium 6 Alat dan Bahan : 1. Kawat melingkar 2. Benang 3. Air 4. Detergent 5. Wadah/ gelas 6. Klip 7. Tisue Rancangan Percobaan : Percobaan 1 dipecahkan Percobaan 2 Langkah Percobaan : 1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Membentuk kawat menjadi sebuah lingkaran 3. Mengikatkan benang di sepanjang diameter kawat 4. Memasukkan lingkaran tersebut ke dalam larutan sabun 5. Memperhatikan bagaimana bentuk benang di sepanjang diameter kawat 6. Memecahkan salah satu bagian lingkaran 7. Memperhatikan bagaimana bentuk benang. 8. Mencatat hasil percobaan pada tabel 5 percobaan 1 9. Menyiapkan air di dalam wadah 10. Meletakkan klip di atas permukaan air secara perlahan dapat dibantu dengan menggunakan tissue 11. Memperhatikan apakah klip terapung atau tenggelam. 12. Mengganti air dengan air sabun. 13. Mengulangi langkah 10 dan Mencatat data hasil percobaan pada tabel 5 percobaan 2 Kegiatan III : Mengadakan Eksperimen dan Pengumpulan Data Air tawar Air sabun Kegiatan Laboratorium Akan terlihat lapisan sabun terbentang pada loop, dan terlihar juga benang membagi lapisan menjadi 2 bagian. Benang berbelok-belok tidak lurus. Jika salah satu bagian ditusuk, maka akan terlihat bahwa benang akan tertarik pada lapisan sabun yang tidak Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 127

77 robek/ pecah, membentuk suatu busur. Ini membuktikan adanya gaya kohesi molekul sabun (tegangan permukaan). 7.2 Saat klip diletakkan di atas air biasa secara perlahan, klip akan terapung. Namun jika diletakkan di atas air sabun, klip akan sulit terapung, cenderung tenggelam. Hal ini dikarenakan tegangan permukaan air biasa lebih besar daripada air sabun. Artinya sabun dapat mennurunkan tegangan permukaan air. 7.3 Tegangan permukaan zat cair adalah kecenderungan permukaan zat cair untuk menegang sehingga permukaannya seperti ditutupi lapisan elastis. 2. Kapilaritas 1. Air dapat naik ke atas melalui kain lap karena gaya adhesi antar kain dan air lebih besar daripada gaya adhesi antara air, sehingga air akan terus naik ke atas sampai komponen gaya adhesi arah vertikal sama dengan gaya berat air yang naik. Begitu juga dengan minyak dan sumbu lampu. 2. Air dalam pipa kapiler/ sempit dapat naik karena gaya adhesi antar pipa dan air lebih besar daripada gaya adhesi antara air, sehingga air akan terus naik ke atas sampai komponen gaya adhesi arah vertikal sama dengan gaya berat air yang naik. Peristiwa ini disebut kapilaritas. 3. Kapilaritas adalah peristiwa naik atau turunnya zat cair melalui sumbu/ pipa kapiler. Kegiatan IV : Merumuskan Penjelasan 1. Tegangan permukaan suatu cairan berhubungan dengan garis gaya tegang yang dimiliki permukaan cairan tersebut. Gaya tegang ini berasal dari gaya tarik kohesi (gaya tarik antara molekul sejenis) molekul-molekul cairan.tegangan permukaan disebabkan oleh interaksi molekul-molekul zat cair di permukaan zat cair. Di bagian dalam cairan sebuah molekul dikelilingi oleh molekul lain di sekitarnya, tetapi di permukaan cairan tidak ada molekul lain dibagian atas molekul cairan itu. Tegangan permukaan dilihat dari interaksi molekul benda dan zat cair Hal ini menyebabkan timbulnya gaya pemulih yang menarik molekul apabila molekul itu dinaikan menjauhi permukaan, oleh molekul yang ada di bagian bawah permukaan cairan. Sebaliknya jika molekul di permukaan cairan ditekan, seperti diberi klip, molekul bagian bawah permukaan akan memberikan gaya pemulih yang arahnya ke atas, sehingga gaya pemulih ke atas ini dapat menopang klip tetap di permukaan air tanpa tenggelam. 2. Tegangan permukaan suatu zat cair didefinisikan sebagai gaya tiap satuan panjang. Jika pada suatu permukaan sepanjang bekerja gaya sebesar yang arahnya tegak lurus pada dan dinyatakan: Keterangan: F : gaya (N) l : panjang permukaan (m) Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 128

78 : tegangan permukaan (N/m) Untuk gaya tegangan permukaan yang dialami oleh kawat yang dicelupkan kedalam air sabun. Terdiri dari dua kawat, kawat yang lurus posisi horisontal (bawah) cenderung bergerak keatas karena pengaruh tarikan gaya permukaan air sabun. Larutan sabun mempunyai dua permukaan, sehingga gaya tegangan permukaan bekerja sepanjang 2l (= d), tegangan permukaan ( ) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya tegangan permukaan (F) dan panjang permukaan (d) dimana gaya itu bekerja. Gaya Tegangan Permukaan Pada kawat Sehingga secara matematis, dapat dirumuskan : F 2. l. 3. Apabila sebatang pipa dengan diameter kecil, kemudian salah satu ujungnya dimasukkan dalam air, maka air akan naik ke dalam pipa, sehingga permukaan air di dalam pipa lebih tinggi daripada permukaan air di luar pipa. Akan tetapi, jika pipa dimasukkan ke dalam air raksa, maka permukaan air raksa di dalam pipa lebih rendah daripada permukaan air raksa di luar pipa. Gejala ini dikenal sebagai gejala kapilaritas, yang disebabkan oleh gaya kohesi dari tegangan permukaan dan gaya antara zat cair dengan tabung kaca (pipa). Gejala kapilaritas disebabkan gaya kohesi dan adhesi Pada zat cair yang membasahi dinding, mengaki-batkan zat cair dalam pipa naik, sebaliknya untuk zat yang tidak membasahi dinding, permukaan zat cair dalam pipa lebih rendah daripada permukaan zat cair di luar pipa. Apabila jari-jari tabung r, massa jenis zat cair, besarnya sudut kontak, tegangan permukaan, kenaikan zat cair setinggi y, dan permukaan zat cair bersentuhan dengan tabung sepanjang keliling lingkaran 2 r, maka besarnya gaya ke atas adalah hasil kali komponen-komponen tegangan permukaan yang vertikal dengan keliling dalam tabung. Secara matematis dituliskan: Kunci Jawban LKS Fluida Statis Kelas XI 129